2023高考二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)項(xiàng)練習(xí)(物理)專(zhuān)題分層突破練15　近代物理初步

專(zhuān)題分層突破練15近代物理初步A組1.(2021天津南開(kāi)高三模擬)在人類(lèi)對(duì)微觀世界進(jìn)行探索的過(guò)程中,科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用。下列說(shuō)法符合歷史事實(shí)的是()A.玻爾原子理論證實(shí)了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B.盧瑟福通過(guò)α粒子轟擊氮核的實(shí)驗(yàn),證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在中子C.貝克勒爾通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究,確定了原子核的存在D.湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線(xiàn)的研究,發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)部存在電子2.(2021北京西城高三一模)對(duì)于愛(ài)因斯坦提出的質(zhì)能方程E=mc2,下列說(shuō)法不正確的是()A.E=mc2表明物體具有的能量與其質(zhì)量成正比B.根據(jù)ΔE=Δmc2可以計(jì)算核反應(yīng)中釋放的核能C.若m表示核電站參與反應(yīng)的鈾235的質(zhì)量,則E表示核反應(yīng)釋放的核能D.太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變反應(yīng),因此太陽(yáng)的質(zhì)量在不斷減少3.(2021四川高三月考)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)的核聚變反應(yīng)區(qū)只是中心很小的一部分,由于太陽(yáng)強(qiáng)大的引力和磁場(chǎng)的束縛,使太陽(yáng)內(nèi)部的能量可以向外持續(xù)穩(wěn)定地釋放,而不會(huì)像氫彈那樣瞬間爆炸。太陽(yáng)內(nèi)部核聚變反應(yīng)的一種可能形式為12H+13HX+01n,設(shè)

12H、13H、X和

01n的質(zhì)量分別為m1A.X是

2B.該核反應(yīng)釋放的核能為(m3+m4-m1-m2)c2C.核反應(yīng)中比結(jié)合能較小的原子核變成了比結(jié)合能較大的原子核D.核反應(yīng)中核子平均質(zhì)量較小的原子核變成了核子平均質(zhì)量較大的原子核4.(2021天津高三模擬)2021年3月23日,在三星堆遺址考古工作中,研究員對(duì)新發(fā)現(xiàn)的6個(gè)“祭祀坑”的73份碳屑樣本使用14C年代檢測(cè)方法進(jìn)行了分析,初步判定其中4號(hào)坑最有可能屬于商代晚期。14C會(huì)發(fā)生β衰變,半衰期為5730年?？諝庵?2C與14C的存量比穩(wěn)定,活著的生物體中碳的這兩種同位素之比與空氣中相同,生物死亡后,不再與外界交換碳,因此測(cè)得生物遺骸中的12C與14C存量比,再與空氣中比較,可估算出生物死亡年代。則()A.地球的氣候變化會(huì)影響14C的半衰期B.200個(gè)14C原子經(jīng)過(guò)11460年后還剩余50個(gè)C.14C的衰變方程為

614CN+D.骨骼中以碳酸鈣(CaCO3)形式存在的14C半衰期比單質(zhì)14C的半衰期更長(zhǎng)5.(2021山東淄博高三二模)某次可控核聚變實(shí)驗(yàn)中的可控?zé)岷朔磻?yīng)的方程是

12H+13HHe+X,其中海水中富含反應(yīng)原料氘(12H),而氚(13H)在自然界中含量極微,但可以用某種粒子Y轟擊鋰核(36A.粒子X(jué)為中子,粒子Y為質(zhì)子B.核反應(yīng)方程

36Li+YHe+13C.核反應(yīng)生成物中的α粒子具有很強(qiáng)的電離本領(lǐng)和穿透能力D.在

12H+16.右圖是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置,c為滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)。用某種單色光照射光電管,將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到中點(diǎn)處,此時(shí)電流表中有電流,則()A.將滑片P向a端移動(dòng),光電流將一直變大B.將滑片P向a端移動(dòng),光電子的最大初動(dòng)能一定變大C.將滑片P向b端移動(dòng),光電流會(huì)變小D.將滑片P向b端移動(dòng),光電子的最大初動(dòng)能一定變小甲7.(2021山東菏澤高三二模)圖甲為氫原子的能級(jí)示意圖,圖乙a、b、c、d為一群處于激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光譜線(xiàn)的一部分,光譜線(xiàn)從左至右是按照頻率由小到大的順序排列的,則下列說(shuō)法正確的是()乙A.只要照射光足夠強(qiáng),照射時(shí)間足夠長(zhǎng),用任何光照射氫原子,都能使其發(fā)生電離B.這群氫原子可能處在n=3的能級(jí)上C.在這四種光中,粒子性最顯著的是a光D.由這四種光組成的復(fù)色光通過(guò)三棱鏡,出射時(shí)偏向角最大的是d光B組8.(多選)原子核的比結(jié)合能曲線(xiàn)如圖所示。根據(jù)該曲線(xiàn),下列判斷正確的有()A.2B.24He核比C.兩個(gè)

12H核結(jié)合成D.92235U核的比結(jié)合能比9.(多選)一個(gè)鈹原子核(47Be)俘獲一個(gè)核外電子后發(fā)生衰變,生成一個(gè)鋰核(37Li),并放出一個(gè)不帶電的質(zhì)量接近零的中微子νe,人們把這種衰變稱(chēng)為“K俘獲”。靜止的鈹核發(fā)生了“K俘獲”,其核反應(yīng)方程為

47Be+-10eLi+νe,已知鈹原子的質(zhì)量為mBe=7.016929u,鋰原子的質(zhì)量為mLi=7.A.中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均為零B.鋰核(37Li)獲得的動(dòng)能約為0C.中微子與鋰核(3D.中微子與鋰核(310.(2021山東濱州高三二模)如圖所示,F為勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一點(diǎn),某放射性元素的原子核靜止在P點(diǎn),該原子核發(fā)生衰變后,放出一個(gè)氦核(24He)和一個(gè)新核,它們速度方向與磁場(chǎng)垂直,其軌跡均為圓弧,半徑之比為45∶1,重力、阻力和氦核與新核間的庫(kù)侖力均不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是(A.放射性元素原子核的電荷數(shù)是90B.可能的衰變方程為

92238UTh+C.氦核和新核動(dòng)量的大小之比是1∶45D.衰變前核的質(zhì)量等于衰變后氦核和新核的總質(zhì)量11.(2021山東濟(jì)寧高三二模)測(cè)溫槍通過(guò)紅外線(xiàn)照射到溫度傳感器,發(fā)生光電效應(yīng),將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),計(jì)算出溫度數(shù)據(jù)。已知人的體溫正常時(shí)能輻射波長(zhǎng)為10μm的紅外線(xiàn),如圖甲所示,用該紅外線(xiàn)照射光電管的陰極K時(shí),電路中有光電流產(chǎn)生,得到電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示,已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s,電子的電荷量e=1.6×10-19C,光速c=3×108m/s,則下列說(shuō)法正確的是()甲乙A.將圖甲的電源反接,一定不會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)B.波長(zhǎng)10μm的紅外線(xiàn)在真空中的頻率為3×1013HzC.由圖乙數(shù)據(jù)可知該光電管的陰極金屬逸出功約為0.02eVD.若人體溫度升高,則輻射紅外線(xiàn)的強(qiáng)度減弱,光電管轉(zhuǎn)換成的光電流減小12.(2021山東臨沂高三二模)為了做好疫情防控工作,考試時(shí)工作人員利用紅外線(xiàn)體溫計(jì)對(duì)考生進(jìn)行體溫檢測(cè)。紅外線(xiàn)體溫計(jì)的工作原理:被測(cè)人員輻射的光線(xiàn)只有紅外線(xiàn)可被捕捉,并轉(zhuǎn)變成電信號(hào),該信號(hào)再經(jīng)換算轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y(cè)目標(biāo)的溫度值。下圖為氫原子能級(jí)示意圖,已知普朗克常量為h=6.63×10-34J·s,光在真空中的速度為c=3×108m/s,元電荷e=1.60×10-19C。紅外線(xiàn)中只有波長(zhǎng)在0.76μm至14μm的范圍內(nèi)的才能被紅外線(xiàn)體溫計(jì)捕捉。要使氫原子輻射出的光子可被紅外線(xiàn)體溫計(jì)捕捉,最少應(yīng)給處于基態(tài)的氫原子提供的能量為()A.2.55eVB.12.09eVC.12.75eVD.10.20eV參考答案專(zhuān)題分層突破練15近代物理初步1.D解析玻爾原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn),得到了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,A錯(cuò)誤。盧瑟福通過(guò)α粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)的研究,實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,預(yù)言了中子的存在,B錯(cuò)誤。貝克勒爾通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究,提出了原子內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),C錯(cuò)誤。湯姆孫通過(guò)陰極射線(xiàn)在電場(chǎng)和在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了陰極射線(xiàn)是由帶負(fù)電的粒子(即電子)組成,并測(cè)出了該粒子的比荷,D正確。2.C解析愛(ài)因斯坦提出的質(zhì)能方程E=mc2告訴我們,物體具有的能量與它的質(zhì)量成正比,A正確。根據(jù)ΔE=Δmc2,Δm是虧損質(zhì)量,ΔE是釋放的核能,B正確。若m表示核電站參與反應(yīng)的鈾235的質(zhì)量,則E表示其具有的能量,不表示核反應(yīng)釋放的核能,C錯(cuò)誤。太陽(yáng)輻射的能量來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的輕核聚變,即熱核反應(yīng),輕核聚變有質(zhì)量虧損,釋放核能,D正確。3.C解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得,X應(yīng)為

24He,A錯(cuò)誤。根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程得,該核反應(yīng)釋放的核能為(m1+m2-m3-m4)c2,B錯(cuò)誤。該核反應(yīng)中生成的新核核子平均質(zhì)量變小,新核的比結(jié)合能變大,C正確4.C解析放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變時(shí)所需要的時(shí)間叫半衰期,放射性元素衰變的快慢是由原子核自身內(nèi)部決定的,與外界的物理和化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān),A、D錯(cuò)誤。半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)于大量的原子核才適用,對(duì)于少量原子核是不成立的,B錯(cuò)誤。14C發(fā)生β衰變產(chǎn)生電子,根據(jù)電荷數(shù)守恒,質(zhì)量數(shù)守恒,14C的衰變方程為

614CN+-5.D解析根據(jù)核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知,粒子X(jué)為中子,粒子Y也為中子,A錯(cuò)誤。核反應(yīng)方程

36Li+YHe+13H表示的核反應(yīng)為原子核的人工轉(zhuǎn)變,B錯(cuò)誤。核反應(yīng)生成物中的α粒子具有很強(qiáng)的電離本領(lǐng),但是穿透能力較弱,C錯(cuò)誤。在

12H+13HHe+X核反應(yīng)中,能釋放大量的能量,根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程ΔE=Δmc6.C解析將滑片P向a端移動(dòng),光電管所加電壓為正向電壓,光電流增大到飽和光電流后,將不再增大,A錯(cuò)誤。根據(jù)光電效應(yīng)方程,光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān),與光電管兩端的電壓無(wú)關(guān),B、D錯(cuò)誤。將滑片P向b端移動(dòng),光電管所加的電壓為反向電壓,所以光電流會(huì)變小,C正確。7.D解析入射光的頻率需達(dá)一定值才能使氫原子發(fā)生電離,與入射光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān),A錯(cuò)誤。若這群氫原子處在n=3的能級(jí)上,只能發(fā)出3種頻率的光,B錯(cuò)誤。頻率越高,粒子性越強(qiáng),故在這四種光中,粒子性最顯著的是d光,C錯(cuò)誤。d光頻率最高,折射率最大,偏折程度最大,故由這四種光組成的復(fù)色光通過(guò)三棱鏡,出射時(shí)偏向角最大的是d光,D正確。8.BC解析由題圖可知,24He核的比結(jié)合能為7MeV,因此它的結(jié)合能為7MeV×4=28MeV,A錯(cuò)誤。比結(jié)合能越大,表明原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定,結(jié)合題圖可知B正確。兩個(gè)比結(jié)合能小的

12H核結(jié)合成比結(jié)合能大的

24He時(shí),會(huì)釋放能量,C正確。由題圖可知,929.AC解析反應(yīng)方程為

47Be+-10eLi+νe,根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均為零,A正確。根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程,該核反應(yīng)釋放的核能E=(7.016929-7.016004)×931MeV+mec2=0.86MeV+mec2,無(wú)法求出鋰核獲得的動(dòng)能,B錯(cuò)誤。衰變過(guò)程中內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,反應(yīng)前后動(dòng)量守恒,故中微子與鋰核(37Li)的動(dòng)量之和等于反應(yīng)前電子的動(dòng)量,C正確。中微子與鋰核(10.B解析反應(yīng)過(guò)程系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,則有|m氮v氮|=|m新v新|,所以氦核和新核動(dòng)量的大小之比是1∶1,C錯(cuò)誤。由于放出的氮核(24He)和新核在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)洛倫茲力提供向心力有Bqv=mv2R,解得R=mvBq,則它們的軌道半徑與它們的電荷數(shù)成反比,所以q氮∶q新=1∶45,則新核的電荷數(shù)為90,由于核反應(yīng)過(guò)程電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒,則放射性元素原子核的電荷數(shù)是92,所以可能的衰變方程為

92238U→9011.B解析根據(jù)題圖乙可知,遏止電壓為0.02V,如果反接,但光電管兩端電壓小于0.02V,則仍會(huì)產(chǎn)生電信號(hào),A錯(cuò)誤。波長(zhǎng)10μm的紅外線(xiàn)在真空中的頻率為ν=cλ=3×10810×10-6Hz=3×1013Hz,B正確。根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0和Ek=eUc得到W0=hν-eUc=6.63×10-34×3×10131.6×1012.C解析紅外線(xiàn)中只有波長(zhǎng)在0.76μm至14μm的范圍內(nèi)才能被紅外線(xiàn)體溫計(jì)捕捉,光子的能量與頻率、波長(zhǎng)關(guān)系為ε=hν=hcλ,代入數(shù)據(jù)可得能被捕捉的紅外